Diferencias entre ARN y ADN y tipos de ARN (ARNm, ARNt y ARNr)

Revisión de ADN

Anteriormente, en ‘ADN y ARN:’

Profesor Pear : Hoy sabemos que se puede cambiar permanentemente las características de un organismo cambiando su contenido de ADN. James Watson y Francis Crick idearon un modelo de la estructura del ADN basado en la evidencia producida por varios laboratorios diferentes en ese momento.

Miss Crimson : Puedo dar fe de que mi cliente es inocente del asesinato. De hecho, basándonos en la evidencia de ADN, tenemos razones para creer que el Sr. Teal asesinó al Sr. Bones en la escalera con la tubería de plomo.

Estructura del ARN versus estructura del ADN

Los componentes estructurales del ARN

Miss Ivory : Profesor, dijo que encontró evidencia de ADN en la escena del crimen; sin embargo, no dijo nada sobre la evidencia de ARN. ¿No dijiste que hay dos tipos de ácidos nucleicos? ¿Qué pasa con este ácido ribonucleico o ARN ? Parece que ha evitado notoriamente hablar del ARN por completo. ¿Es porque la falta de evidencia de ARN vincula directamente al coronel Custard con el crimen?

Profesor Pear : Esa es una excelente pregunta. Sería negligente hablar de ácidos nucleicos y solo hablar de ADN. El ARN es, de hecho, el segundo de los dos tipos de ácidos nucleicos; sin embargo, existen varias diferencias estructurales entre los dos.

Primero abordemos el nombre. Como el ADN, el ARN es un ácido nucleico compuesto por un azúcar, un grupo fosfato y una base nitrogenada. Una diferencia entre el ADN y el ARN es el azúcar. Mientras que el azúcar en el ADN es desoxirribosa, el azúcar en el ARN es ribosa . Ahora, no me detendré en la diferencia química exacta entre los dos azúcares, pero la ribosa tiene un grupo hidroxilo adicional en comparación con la desoxirribosa.

En segundo lugar, hay cuatro bases nitrogenadas diferentes que se encuentran en el ADN y el ARN; sin embargo, existe una diferencia. Las bases que se encuentran en el ADN son guanina, citosina, adenina y timina. Las bases que se encuentran en el ARN son guanina, citosina, adenina y uracilo. El uracilo forma dos enlaces de hidrógeno con la adenina y funciona igual que la timina. Simplemente se usa en ARN en lugar de timina.

Finalmente, a diferencia del ADN, que es bicatenario, el ARN es monocatenario.

El dogma central establece que el ADN crea ARN y el ARN produce proteínas.

La función del ARN

Miss Ivory : Por favor, responda la pregunta, profesor. Saber que el ARN es estructuralmente diferente al ADN es interesante pero no realmente relevante para este juicio por asesinato.

Profesor Pear : ¡Pero lo es! ¡Es! Verá, necesitaba explicar la estructura del ARN, para que pudiera comprender mejor la función del ARN.

El ADN, el ARN y la proteína están unidos funcionalmente en un concepto conocido como dogma central.

Recuerde que el ADN contiene recetas para hacer diferentes moléculas biológicas; sin embargo, no se accede a esta información directamente desde el ADN. En cambio, se hace una copia de la receta en forma de ARN. Esta copia de la receta se puede leer para hacer una proteína.

El dogma central establece que el ADN produce ARN y el ARN produce proteínas. En cada paso, una célula traduce la información entre los diferentes lenguajes moleculares. Es decir, el lenguaje del ADN se transcribe al lenguaje del ARN en el primer paso y el lenguaje del ARN se traduce al lenguaje de las proteínas en el segundo paso.

Tres tipos principales de ARN juegan un papel durante el viaje del ADN a la proteína. Aunque las funciones de cada tipo de ARN son diferentes, un tipo de ARN se llama ARN mensajero o simplemente ARNm . El ARNm se crea cuando la receta del ADN se copia en el primer paso del dogma central. La información que se encuentra en el ARNm se puede interpretar utilizando otras dos formas de ARN en el segundo paso del dogma central.

El ARNm se traduce en proteína en una estructura celular conocida como ribosoma. Un segundo tipo de ARN ayuda a formar la estructura de un ribosoma. Este tipo de ARN se llama ARN ribosómico o ARNr .

Recuerde que el ADN y el ARN difieren levemente a nivel de nucleótidos. Por lo tanto, el proceso de transcripción de ADN en ARN no solo cambia la información de una molécula bicatenaria a una monocatenaria, sino que también cambia todas las bases de timina en uracilo.

Las proteínas están hechas de aminoácidos, por lo que la formación de cualquier proteína requiere el ensamblaje de una cadena de aminoácidos. Las moléculas de ARN de transferencia , o ARNt , transportan aminoácidos al ribosoma para este ensamblaje.

El ARNm monocatenario se crea a partir del ADN y utiliza bases de uracilo

Como puede ver, hay muchos tipos de ARN que realizan todo tipo de trabajos interesantes. De hecho, ¿por qué no les cuento por qué creemos que el ARN en realidad precedió al ADN?

Estabilidad Molecular

Miss Ivory : Profesor, vaya al grano. Ha expuesto muy bien que el ARN desempeña una serie de funciones clave en la traducción de la información del ADN en proteínas, pero aún tiene que proporcionar una explicación adecuada para explicar la ausencia de evidencia de ARN en su testimonio.

Profesor Pear : Oh, cierto. Lo siento. A veces simplemente me dejo llevar hablando de ácidos nucleicos. Una de las funciones principales del ARN en una célula es hacer que las proteínas y las proteínas lleven a cabo muchas funciones celulares en biología; sin embargo, es ineficaz para la célula mantener un nivel constante de ARNm y proteínas.

Señorita Ivory : Por favor, explique al jurado, profesor, lo que realmente significa todo esto.

Profesor Pear : Piense en los dispositivos electrónicos de su habitación. Digamos que tengo mi computadora encendida las 24 horas del día porque quiero poder hacer una búsqueda en línea cuando me apetezca. Esa práctica tiene un costo. Primero, tendré que pagar la electricidad para alimentar la computadora. En segundo lugar, digamos también que he decidido dejar mi monitor, impresora, parlantes y otros dispositivos conectados, tantos de hecho, que estoy usando todos los enchufes eléctricos de la habitación.

Ahora, si quiero conectar un nuevo dispositivo electrónico, tendré que apagar uno de mis dispositivos antes de poder conectar uno nuevo. Es posible que pueda navegar por Internet más rápido, pero puede ser a costa del tiempo de configuración usar otro dispositivo, como por ejemplo un secador de pelo. Si utilizo muchos otros dispositivos electrónicos además de la computadora, es posible que no me ahorre tanto tiempo a largo plazo si tengo que apagar la computadora constantemente para conectar otros dispositivos.

Una estrategia alternativa sería mantener todos los dispositivos eléctricos apagados tanto para ahorrar energía como para minimizar el tiempo de inicio para usar cualquier dispositivo eléctrico.

La misma estrategia de conservación se aplica a una célula.

Si el ARN fuera una molécula muy estable, podría inmovilizar muchos recursos en una molécula que no se está utilizando. Por ejemplo, la levadura consume azúcar para obtener energía. Aunque hay muchos tipos diferentes de azúcar que una levadura puede encontrar en su entorno, tiene sentido expresar solo el ARN y la proteína para consumir el tipo de azúcar disponible en lugar de desperdiciar energía manteniendo cada ARN y proteína necesarios para descomponer cada tipo de azúcar. azúcar.

El ADN es más estable que el ARN debido a sus numerosos enlaces de hidrógeno.

Por diversas razones estructurales, el ARNm tiene una vida útil muy corta en comparación con el ADN.

Hay muchos enlaces de hidrógeno que mantienen unida una molécula de ADN. Si bien las bases de una molécula de ARN pueden formar enlaces de hidrógeno entre sí, normalmente se pueden formar muchos menos enlaces en comparación con una molécula de ADN. Menos enlaces de hidrógeno significan una estructura menos estable.

En segundo lugar, el grupo hidroxilo adicional en el azúcar ribosa del ARN hace que el ARN sea más reactivo que el ADN. Una reacción entre ese grupo hidroxilo y otra molécula podría destruir la molécula de ARN.

Finalmente, las proteínas que degradan el ARN se encuentran en todas partes.

Si considera todas estas diferencias en la estabilidad entre el ARN y el ADN, puede ver por qué el ARN es más difícil de aislar de la escena del crimen; sin embargo, incluso si hubiéramos aislado cualquier ARN, considere la información que obtendríamos al comparar muestras de ARNm con muestras de ADN de la misma persona.

Según el dogma central, el ARNm es simplemente una copia temporal del fragmento de ADN correspondiente. El análisis de secuencia simple produciría los mismos resultados, aunque con uracilo en lugar de timina.

Resumen de la lección

Miss Crimson : Damas y caballeros del jurado. Le pido que encuentre a mi cliente, el coronel Custard, inocente de asesinato. El principal argumento de la fiscalía contra la evidencia de ADN en este juicio fue la ausencia de evidencia de ARN.

Creo que el profesor Pear ha demostrado satisfactoriamente que, si bien el ARN , o ácido ribonucleico, es un ácido nucleico como el ADN, es estructural y funcionalmente distinto del ADN.

La ribosa es el azúcar que se encuentra en el ARN en lugar de la desoxirribosa como el ADN. El uracilo es la base nitrogenada que se encuentra en el ARN que se une con la adenina en lugar de la timina que se encuentra en el ADN. Como la timina, el uracilo forma dos enlaces de hidrógeno con la adenina.

El dogma central nos dice que el ADN produce ARN y el ARN produce proteínas.

Los tres tipos principales de ARN son el ARNm , o ARN mensajero , que sirven como copias temporales de la información que se encuentra en el ADN; ARNr , o ARN ribosómico , que sirven como componentes estructurales de estructuras productoras de proteínas conocidas como ribosomas; y finalmente, tRNA , o ARN de transferencia , que transporta los aminoácidos al ribosoma para ensamblarlos en proteínas.

Mi testigo les ha dicho que el ARN es inherentemente inestable y el dogma central establece que el ARNm es simplemente una versión copiada del ADN, por lo que la falta de evidencia de ARN es irrelevante. La ausencia del ADN de mi cliente en la escena del crimen y la presencia del del Sr. Teal deberían exonerar a mi cliente. Escuche la evidencia y encuentre a mi cliente no culpable. Yo descanso mi caso.

Objetivos de la lección

Después de ver esta lección, debería poder:

• Comparar y contrastar las estructuras de ADN y ARN.
• Definir el dogma central
• Explicar la función del ARN y sus diferentes tipos: ARNm, ARNr y ARNt
• Resuma por qué el ARN es menos estable que el ADN